Question

5．有机物A可由葡萄糖发酵得到，也可从酸牛奶中提取．纯净的A为无色黏稠液体，易溶于水．为研究A的组成与结构，进行了如下实验：
（1）称取A 9.0g，升温使其汽化，测其密度是相同条件下H₂的45倍．
实验结论：A的相对分子质量为90．
（2）将此9.0g A在足量纯O₂中充分燃烧，并使其产物依次缓缓通过浓硫酸、碱石灰，发现两者分别增重5.4g和13.2g．则A的分子式为C₃H₆O₃．
（3）另取A 9.0g，跟足量的NaHCO₃粉末反应，生成2.24L CO₂（标准状况），若与足量金属钠反应则生成2.24L H₂（标准状况）．
实验结论：A中含有的官能团：-COOH、-OH．
（4）A的核磁共振氢谱如图：实验结论：A中含有4种氢原子．
（5）综上所述，A的结构简式．

Answer 1

分析 （1）同温同压下，气体的密度之比等于相对分子质量之比，据此计算；
（2）浓硫酸增重7.2g为水的质量，碱石灰增重17.6g为二氧化碳质量，计算有机物、水、二氧化碳物质的量，进而计算n（H）、n（C），根据质量守恒确定是否含有O元素，根据元素守恒来确定有机物的分子式；
（3）能与足量的NaHCO₃粉末反应，说明含有-COOH，根据生成的二氧化碳的物质的量确定-COOH数目，能与钠反应生成氢气，结合生成氢气的物质的量确定是否含有-OH及羟基数目；
（4）核磁共振氢谱图中有几个峰值则含有几种类型的等效氢原子，峰面积之比等于氢原子的数目之比；
（5）由A的分子式、含有的官能团及核磁共振氢谱书写其结构简式．

解答 解：（1）由其密度是相同条件下H₂的45倍，可知A的相对分子质量为：45×2=90，
故答案为：90；
（2）由题意可推知：n（A）=$\frac{9.0g}{90g/mol}$=0.1 mol，n（C）=n（CO₂）=$\frac{13.2g}{44g/mol}$=0.3 mol，n（H）=2n（H₂O）=2×$\frac{5.4g}{18g/mol}$=0.6 mol，
n（O）=$\frac{9g-0.3×12g-0.6×1g}{1g/mol}$=0.3 mol，
所以A的分子式为：C₃H₆O₃，
故答案为：C₃H₆O₃；
（3）0.1 mol A与NaHCO₃反应放出0.1 mol CO₂，则说A中应含有一个羧基，而与足量金属钠反应则生成0.1 mol H₂，说明A中还含有一个羟基，
故答案为：-COOH、-OH；
（4）核磁共振氢谱中有4个吸收峰，面积之比为1：1：1：3，可知A中应含有4种不同环境的氢原子，
故答案为：4；
（5）综上所述，A的分子式为C₃H₆O₃，其分子中含有羟基和羧基，且含有4种H原子，则A的结构简式为：，
故答案为：．

点评 本题考查有机物的结构和性质，题目难度中等，侧重考查学生对知识的整合能力，注意掌握常见有机物结构与性质，根据A和碳酸氢钠、钠反应时生成气体体积判断含有的官能团类型为解答关键．